一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料及其制备方法，包括以下组分，玻璃粉1～5质量份；银粉70～90质量份；乙基纤维素0.5～3质量份；丁基卡必醇0.5～5质量份；十二醇酯0.2～5质量份；丁基卡必醇醋酸酯1～5质量份；有机助剂为余量。本发明专利技术操作简单、易于实施，制备的主栅电极银浆烧结的银电极能改善电极导电网络的致密性，并降低对氮化硅的损伤，提高电池填充因子，进而提高PERC电池综合性能。本发明专利技术操作简单、易于实施，制备的主栅电极银浆烧结的银电极能改善电极导电网络的致密性，并降低对氮化硅的损伤，提高电池填充因子，进而提高PERC电池综合性能。PERC电池综合性能。PERC电池综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池领域，具体是指一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)，即钝化发射极和背面电池技术，最早在1983年由澳大利亚科学家Martin Green提出，目前正在成为太阳电池新一代的常规技术。PERC技术通过在电池的背面上添加钝化层来提高转换效率，PERC电池结构如图1所示。一般而言，正面主栅浆料印刷到电池正面作为串焊电极收集载流子，要求浆料同SiNx反应弱、对电池结构损伤少，烧结完成后电极同Si非接触，同时也具有较宽的焊接窗口。
[0003]为最大程度发挥钝化带来的电池效率增益，PERC电池制作烧温低(760℃)，且均会匹配LDSE(浅结选择性发射极)扩散技术。而常规主栅银浆使用于高烧温(≥770℃)背景，且电池结区相对PERC+高方阻浅结电池深，主栅浆料烧结过程中空间电荷复合风险低、拉力也相对高。为适应LDSE匹配的PERC电池，对正面主栅银浆提出新的要求，其一，主栅银浆在烧结过程中需保护钝化层不被破坏，减少空间电荷复合；其二，为保证组件长时间工作的稳定性，主栅银浆低烧温条件下形成的电极需具有较好的焊接性能。
[0004]另外，当前电池片印刷机产能高、印刷速度快，对主栅印刷性要求高；同时，主栅印刷在副栅印刷之前，对电极烘干强度也有更高的要求。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料及其制备方法。通过控制浆料内部组分配比，减少浆料内部轻质杂质元素，实现浆料烧结过程中玻璃组分同电池表面的ARC氮化硅层反应弱，减少杂质元素扩散进入空间电荷区，进而降低空间复合电流、提高电性能。通常，主栅浆料会含有大量的腐蚀性元素Pb/Bi,控制该类元素的含量以及引入其他种类元素，在获得同SiNx润湿条件好的前提下，使得浆料具有空间电荷复合低、低温烧结条件下高可靠性的特点，适用于浅结高方阻高效单晶PERC电池。
[0006]作为本专利技术的第一个方面，本专利技术的技术方案是一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料，包括以下质量份组分：
[0007][0008]进一步设置是所述的主栅浆料的细度小于10um，粘度满足在5RPM、25℃条件下为50.00～180.00Pa
·
S。
[0009]进一步设置是所述玻璃粉平均粒径为0.2～3.5um，由ZnO、MgO、BaO、Li2O、TeO2、Al2O3、La2O3、WO2、MnO2、PbO、TiO2、Bi2O3、CuO、Na2O、SiO2、Al2O3、Na2O、B2O3、La2O中的至少七种组成。
[0010]进一步设置是所述银粉振实密度为2.0～5.5g/cm3，粒径为0.2μm～5μm。
[0011]进一步设置是所述有机助剂包含偶联剂、触变剂和分散剂。
[0012]作为本专利技术的第二个方面，本专利技术还提供一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一：将乙基纤维素、丁基卡必醇、十二醇酯、有机助剂80℃水浴条件下高速搅拌1.5～3h，混合均匀获得载体；
[0014]步骤二：将银粉加于步骤一制备的载体中混合均匀、轧制过滤，即得到主栅正银浆料。
[0015]本专利技术的创新机理和有益效果是：
[0016]常规主栅浆料适用的烧结温度高，具有较高的Pb或Bi含量，同时，为提高拉力以及高烧温的烧结条件，Li含量也会相对高。但PERC电池整体烧结温度相对低，低烧温条件下要获得较好的拉力配方必须要保持有一定的Pb或Bi含量，同是为了控制空间电荷区复合，电池轻质元素比如Li元素需尽量少。
[0017]本专利技术通过控制严格的Si/Pb、Bi比例，引入Al、Ti、Te、Ce、La、W、Cu、Mn等元素，控制了传统主栅伤害元素Pb、Bi、Li含量，减弱了Pb与SiNx反应、Bi与SiNx反应，同是引入了Zn/Cu/Mn等元素，玻璃整体助烧能力仍旧较强，低烧温下仍然可以获得较好的拉力。当然，因为轻质活性原子Li/Na含量有显著的降低，空间电荷复合减少，开压以及填充因子显著提高，光电转换效率也得到提升。
[0018]综上所述，本专利技术操作简单、易于实施，制备的主栅电极银浆烧结的银电极能改善电极导电网络的致密性，并降低对氮化硅的损伤，提高电池填充因子，进而提高PERC电池综合性能。
附图说明
[0019]图1PERC电池结构图
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术作进一步地详细描述。
[0021]实施例1:一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池主栅导电浆料，所述主栅导电浆料组成质量比如表一：
[0022][0023][0024]所述玻璃粉组成分别为：
[0025]玻璃粉一摩尔分数组成为0.1～0.3份PbO、0.01～0.1份Li2O、0.01～0.1份Al2O3、0.01～0.2份ZnO、0.05～0.3份TiO2、0.35～0.55份SiO2、0～0.2份TeO2、0～0.1份CeO2、0～0.1份La2O、0.05～0.2份MnO2、0.01～0.3份CuO；
[0026]银粉导电相平均粒径在0.2～3um之间，振实密度2.0～5.0g/cm3；
[0027]上述PERC晶硅太阳能电池主栅电极导电银浆生产工艺如下：
[0028]步骤一，乙基纤维素、丁基卡必醇、十二醇酯、有机助剂80℃水浴条件下高速搅拌1.5～3h，混合均匀获得载体；
[0029]步骤二，将玻璃体系加于步骤一中的均质载体，混合均匀；
[0030]步骤三，银粉体系加于步骤二体系混合均匀、轧制五遍，过滤，即得到主栅导电银浆；
[0031]步骤四，使用专利技术的PERC主栅导电银浆丝网印刷到单晶PERC片正面制备主栅电极，背电极、背电场、细栅使用当前最佳银浆组合，760℃共烧后，即是单晶PERC电池成品。
[0032]实施例一测试电性能如表二：
[0033]表二
[0034]PASTEUocIscRsRshFFEff拉力/Nref0.6779.8800.0012328.8580.320.22081.5
实施例一0.6789.8720.00138111.1880.360.22112.0
[0035]实施例2:一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池主栅导电浆料，所述主栅导电浆料组成质量比如表三：
[0036]表三
[0037] 实施例二玻璃粉1.60％银粉86.40％丁基卡必醇2.90％十二醇酯2.70％丁基卡必醇醋酸酯2.50％乙基纤维素1.50％有机助剂2.40％
[0038]所述玻璃粉组成分别为：
[0039]玻璃粉二摩尔分数组成为0.1～0.3份PbO、0.01～0.1份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料，其特征在于包括以下质量份：有机助剂为余量。2.根据权利要求1所述的一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料，其特征在于：所述的主栅浆料的细度小于10um，粘度满足在5RPM、25℃条件下为50.00～180.00Pa
·
S。3.根据权利要求1所述的一种PERC晶硅太阳能电池主栅浆料，其特征在于：所述玻璃粉平均粒径为0.2～3.5um，由ZnO、MgO、BaO、Li2O、TeO2、Al2O3、La2O3、WO2、MnO2、PbO、TiO2、Bi2O3、CuO、Na2O、SiO2、Al2O3、Na2O、B2O3、La2O中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢继峰，高荣泰，许吉林，唐元勋，肖强，陈卫龙，
申请(专利权)人：浙江光达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：